СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛА И КАЧЕСТВА ПЕРФОРАЦИИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ В СКВАЖИНЕ Российский патент 2023 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к промысловой геофизике и направлено на повышение точности определения интервалов и качества перфорации обсадных эксплуатационных колонн в скважинах.

Целью изобретения является повышение точности определения границ интервалов перфорации и информативности геофизических исследований при оценке гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны.

Известен способ определения качества перфорации обсадной колонны в скважине путем регистрации разности электрических потенциалов обсадной колонны между электродом скважинного прибора и заземленным электродом на поверхности, включающий спуск скважинного прибора в зацементированную колонну и регистрацию диаграмм разности электрических потенциалов по стволу скважины до и после перфорации [1]. Выделение интервала перфорации и оценка степени гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны осуществляется по изменению значений разности электрических потенциалов обсадной колонны до и после перфорации.

Недостатком данного способа является невысокая точность определения границ интервала и степени сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны из-за расплывчатости аномалии разности электрических потенциалов обсадной колонны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения интервала и качества перфорации по изменению разности электрических потенциалов обсадной колонны, возникающих в результате одновременного акустического воздействия на окружающее пространство в скважине по стволу, включающий спуск скважинного прибора в зацементированную обсадную колонну и регистрацию диаграмм разности электрических потенциалов обсадной колонны по стволу скважины до и после перфорации [2].

Недостатком данного способа является недостаточно высокая точность определения границ интервала и качества перфорации обсадной колонны, так как измерение значений разности электрических потенциалов обсадной колонны в скважине происходит при движении измерительного электрода М глубинного зонда ориентировочно по центру скважины. При этом он расположен на достаточном расстоянии от стенок скважины, что не дает возможности измерения значений разности электрических потенциалов обсадной колонны непосредственно на границах пласта и проперфорированных стенок скважины.

Поставленная цель достигается тем, что определение границ интервала и качества перфорации по изменению разности электрических потенциалов обсадной колонны осуществляется с применением мегаэлектродного блока - глубинного зондового устройства с выносными прижимными измерительными неполяризующимися электродами в количестве 40 штук, расположенными радиально оси прибора, что обеспечивает измерение значений разности электрических потенциалов непосредственно на границах пласта и проперфорированных стенок скважины для достижения наиболее выраженных аномалий каротажных диаграмм. Применение акустического воздействия с группой неполяризующихся измерительных электродов дают значительное увеличение амплитуды аномалий диаграмм разности электрических потенциалов обсадной колонны и изменение ее морфологии в исследуемом интервале перфорации, что повышает точность и детальность каротажных исследований.

Способ реализуется с применением комплексного скважинного прибора (Фиг. 1), позволяющего выполнять измерение разности электрических потенциалов обсадной колонны непосредственно на границах пласта и проперфорированных стенок скважины. Скважинный прибор 1 включает в себя: модуль акустического излучателя 2, мегаэлектродный блок (группа неполяризующихся измерительных электродов M₁-M_n в количестве 40 штук) 3, центральный измерительный электрод М 4, электрод N, заземленный на поверхности 5, наземный цифровой регистратор при помощи которого осуществляется визуализация и запись каротажных диаграмм 6.

Определение границ интервала и качества перфорации по данному способу осуществляется следующим образом.

После проведения перфорации сначала выполнется фоновый замер разности электрических потенциалов обсадной колонны при помощи одного центрального измерительного электрода М для предварительной оценки состояния гидродинамической сообщаемости полости обсадной колонны с заколонным пространством и пластом.

Затем выполняется замер разности электрических потенциалов обсадной колонны с применением мегаэлектродного блока - при помощи 40 неполяризующихся измерительных электродов M₁-M_n относительно фонового замера.

Далее выполняется замер разности электрических потенциалов обсадной колонны при одновременном акустическом воздействии на исследуемый интервал перфорации с применением мегаэлектродного блока.

На Фиг. 2 представлен пример определения интервала и качества перфорации обсадной колонны в скважине по интенсивности разности электрических потенциалов обсадной колонны, записанные одним измерительным электродом ЭП-1, диаграммы разности электрических потенциалов обсадной колонны, записанные с применением мегаэлектродного блока ЭП-2, диаграммы разности сейсмоэлектрических потенциалов обсадной колонны, записанные при одновременном акустическом воздействии на исследуемую зону перфорации также с применением мегаэлектродного блока ЭП-3.

Определение интервала и качества перфорации производится на качественном уровне путем сравнительного анализа трех полученных диаграмм.

Фоновый замер разности электрических потенциалов обсадной колонны при помощи одного измерительного электрода на диаграмме ЭП-1 расплывчато отображает границы интервала перфорации, места прострела обсадной колонны в исследуемом интервале перфорации выделяются незначительными положительными отклонениями, по которым затруднительно давать объективную оценку состояния гидродинамической сообщаемости полости обсадной колонны с заколонным пространством и пластом.

Диаграмма ЭП-2 демонстрирует, что применение группы неполяризующихся измерительных электродов M₁-M_n дает дополнительные приращения аномалий диаграммы разности электрических потенциалов обсадной колонны и изменение ее морфологии в исследуемом интервале перфорации относительно фонового замера одним измерительным электродом, что позволяет с более высокой точностью и достоверностью судить о степени гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны.

На диаграмме, полученной при записи 40 измерительными электродами более детально отбиваются границы интервала перфорации. Границы интервала перфорации определяются по правилу полумаксимума амплитуды аномалии.

Также на диаграмме просматриваются дополнительные приращения в местах прострела относительно фонового замера одним измерительным электродом. Применение группы 40 измерительных электродов дает возможность измерения значений разности электрических потенциалов непосредственно на границах пласта и проперфорированных стенок скважины.

Дополнительные приращения аномалий диаграммы разности электрических потенциалов при применении группы 40 измерительных электродов связаны с наличием на границах пласта, стенок скважины и скважинной жидкости потенциалов различной природы [3, 5], параметры которых с высокой точностью невозможно зарегистрировать при помощи одного измерительного электрода, применяемого в известных способах.

Диаграмма ЭП-3 указывает на то, что акустическое воздействие с применением мегаэлектродного блока дают значительное увеличение амплитуды аномалий диаграммы разности электрических потенциалов обсадной колонны и изменение ее морфологии в исследуемом интервале перфорации, что позволяет с еще более высокой точностью и достоверностью судить о степени гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны. На диаграмме, полученной при записи 40 измерительными электродами при одновременном акустическом воздействии более детально отбиваются границы зон перфорации, просматриваются дополнительные приращения в местах прострела относительно фонового замера одним измерительным электродом и замера 40 измерительными электродами без наложения акустического поля.

Дополнительные приращения аномалий диаграммы разности электрических потенциалов связаны в основном с возникновением электрокинетических потенциалов, природа которых примерно такая же, как у потенциалов фильтрации за счет наложения акустического поля на исследуемую зону перфорации [4], а также других электрических потенциалов различной природы [3, 5], параметры которых с высокой точностью невозможно зарегистрировать при помощи одного измерительного электрода, применяемого в известных способах.

Данный способ позволяет определять интервалы перфорации и степень гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны более точно и детально, в отличие от известных способов. Применение мегаэлектродного блока и одновременного акустического воздействия на исследуемый интервал перфорации при измерениях значительно повышает информативность геофизических исследований и достоверность интерпретации каротажных диаграмм.

Полезность предлагаемого способа заключается в высокой точности и информативности скважинных геофизических исследований при определении границ интервалов перфорации и оценке гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны, в том числе для исследования интервалов слабопроницаемых продуктивных пластов и пластов, насыщенных высоковязкими углеводородами. Данный способ также может быть полезен при определении интервалов нарушения целостности обсадных колонн в местах притока скважинного флюида или поглощения скважинной жидкости.

Применение акустического воздействия с группой неполяризующихся измерительных электродов значительно повышает интерпретационную информативность геофизических исследований и позволяет с более высокой объективностью судить о качестве проведенных прострелочно-взрывных работ в скважинах.

Источники информации

1. Патент СССР №1751304 А1, кл. Е21В 47/04, 1992.

2. Патент РФ №2298648 С1, кл. Е21В 47/10, 2006.

3. Сковородников И.Г. Геофизические исследования скважин. 4-е изд., перераб. и доп.: Уральский государственный горный университет. - Екатеринбург, 2014. с. 119-127.

4. Иванов А.Г. Сейсмоэлектрический эффект 2 рода // Известия АН СССР. Серия географическая и геофизическая. - 1940. - №5. - С.699-727.

5. Коллоидная химия. Поверхностные явления и дисперсные системы: Учебник. - 2-е изд., испр. - СПб: Издательство «Лань», 2015. - 672 с.

Изобретение относится к промысловой геофизике и направлено на повышение точности определения интервалов и качества перфорации обсадных эксплуатационных колонн в скважинах. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения границ интервалов перфорации и информативности промыслово-геофизических исследований при оценке гидродинамической сообщаемости продуктивных пластов с внутренней полостью обсадной колонны. Для достижения технического результата регистрацию сигнала разности электрических потенциалов обсадной колонны осуществляют при одновременном акустическом воздействии на исследуемую зону перфорации с применением мегаэлектродного блока - глубинного зондового устройства с выносными прижимными измерительными неполяризующимися электродами в количестве 40 штук, расположенными радиально оси прибора, что обеспечивает измерение значений разности электрических потенциалов непосредственно на границах пласта и проперфорированных стенок скважины для достижения наиболее выраженных аномалий каротажных диаграмм. Определение границ и оценку степени гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны производят по изменению величины разности электрических потенциалов на качественном уровне путем сравнительного анализа трех полученных диаграмм. 2 ил.

Способ определения интервала и качества перфорации обсадной колонны в скважине, включающий спуск скважинного прибора в зацементированную обсадную колонну и регистрацию диаграмм разности электрических потенциалов по стволу скважины после перфорации, отличающийся тем, что с целью повышения точности определения границ интервала перфорации и степени гидродинамической сообщаемости пласта с внутренней полостью обсадной колонны регистрация разности электрических потенциалов обсадной колонны осуществляется при одновременном акустическом воздействии на исследуемую зону перфорации с применением мегаэлектродного блока - глубинного зондового устройства с выносными прижимными измерительными неполяризующимися электродами в количестве 40 штук, расположенными радиально оси прибора, что обеспечивает измерение значений разности электрических потенциалов непосредственно на границах пласта и проперфорированных стенок скважины для достижения наиболее выраженных и информативных аномалий каротажных диаграмм.